日期：2026-10-30浏览： 来源:利菲尔特
造纸生化尾水的污染物以溶解性难降解有机物与微细胶体为主，核心组分包括三类：一是木质素及其衍生物，是废水发色的主要来源，分子结构稳定，可生化性差，常规生化工艺难以降解；二是细小纤维与污泥絮体，来源于制浆工段残留与生化系统脱落的微生物残体，既贡献悬浮物指标，也会吸附有机物形成复合污染；三是助剂与小分子有机物，包括施胶剂、漂白副产物等，是尾水 COD 的重要组成部分。
上述污染物不仅直接影响色度、COD 等排放指标，还会在回用过程中累积，造成设备结垢、产品质量波动；若直接排放则会破坏受纳水体生态，提升企业环保合规风险。
依据 GB 3544-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》特别排放限值，造纸废水排放需满足 COD≤50mg/L、色度≤30 倍、悬浮物≤10mg/L 的核心要求[2]。多数存量企业二沉池出水 COD 通常为 80~150mg/L，色度 60~120 倍，无法直接满足提标要求。
当前主流深度处理工艺均存在明显局限：混凝沉淀工艺药剂投加量大、污泥产量高，色度与 COD 去除率仅 20%~30%，难以稳定达标；臭氧高级氧化工艺脱色效果好，但设备投资大、运行成本高，吨水处理成本可达 2~4 元，企业负担较重；活性炭吸附工艺凭借广谱吸附能力、运行稳定、无副产物的优势，已成为造纸尾水深度提标的主流技术路线。
利菲尔特活性炭过滤器采用承压罐体结构，可选碳钢衬胶或 304 不锈钢材质，适配造纸废水弱碱性、高腐蚀的工况特征；单台处理流量覆盖 10m³/h~300m³/h，可通过多罐并联适配万吨级以上造纸废水处理工程。设备内置穹顶式辐射布水器与底部格栅集水系统，保障水流均匀分布，避免偏流导致的吸附短流；配套气水联合反洗系统与 PLC 智能控制单元，支持压差触发、定时触发双模式反洗，可接入全厂中控系统实现无人值守运行。
工艺排布上，通常采用 “多介质过滤 + 活性炭过滤” 的两级深度处理流程：前端多介质过滤器去除悬浮物与胶体，减轻活性炭负荷；后端活性炭过滤器深度脱色降 COD，二者协同实现深度提标，同时大幅延长活性炭使用寿命。
滤料是吸附净化的核心载体，造纸废水场景优先选用煤质柱状活性炭，其机械强度高、孔隙结构发达、耐磨损、性价比最优，适配大水量工业废水工况。选型核心指标包括碘吸附值、亚甲蓝吸附值与粒径，分别对应小分子有机物去除、大分子脱色与运行压降表现。不同水质场景的选型参数如下表所示。
表 1 造纸废水场景活性炭滤料选型参数
适用水质场景 | 推荐材质 | 碘吸附值 (mg/g) | 亚甲蓝吸附值 (mg/g) | 常规粒径 (mm) | 核心功能 |
常规生化尾水 | 优质煤质柱状炭 | ≥800 | ≥120 | 1.5~2.0 | 同步脱色与 COD 削减 |
高色度难降解尾水 | 改性煤质柱状炭 | ≥900 | ≥150 | 1.5~2.0 | 强化脱色，去除木质素类发色物质 |
高标准回用尾水 | 高碘值煤质炭 | ≥1000 | ≥180 | 1.0~1.5 | 深度削减 COD，满足回用要求 |
煤质活性炭机械强度≥90%，耐磨性能优异，反洗过程中不易破碎，使用寿命可达 1~2 年，远高于果壳炭、粉状炭的工业废水适配性。
滤层厚度直接决定吸附容量与出水达标周期，常规深度提标场景滤层厚度为 1500~2000mm；高浓度难降解尾水可提升至 2000~2500mm，延长吸附接触时间，保障出水稳定达标。滤层下方设置分级砾石承托层，总厚度 400~500mm，按粒径由上到下逐级递增，既防止活性炭滤料流失，又保障反洗布水均匀。
滤速是影响吸附效果与运行成本的核心参数，滤速过高会缩短吸附接触时间，导致出水提前穿透；滤速过低则设备利用率不足、投资经济性下降。不同进水水质对应的设计参数如下表所示。
表 2 不同进水水质活性炭过滤器运行参数
进水 COD 浓度 (mg/L) | 设计滤速 (m/h) | 空床接触时间 (min) | 设计吸附周期 (d) | 出水 COD 目标 (mg/L) |
60~80 | 6~8 | 15~20 | 180~240 | ≤40 |
80~120 | 4~6 | 20~30 | 120~180 | ≤50 |
≥120 | 3~4 | 30~40 | 90~120 | ≤50 |
长期运行中，活性炭表面会截留悬浮物与絮体，造成滤层堵塞、压差升高，需定期反洗恢复过滤性能。采用气水联合分步反洗工艺：气洗强度 12~15L/(m²・s)，历时 3~5min，松动滤层、剥离表面附着物；水洗强度 8~10L/(m²・s)，历时 5~7min，漂洗排出悬浮杂质。全过程控制滤层膨胀率 20%~30%，既保障清洗效果，又避免滤料流失与破碎。反洗触发采用压差优先、定时备用双模式：进出口压差达 0.05~0.07MPa 时自动启动；最长运行周期不超过 7 天，防止滤层板结滋生微生物。
吸附周期以出水指标穿透为判定标准：当出水色度或 COD 连续 3 天接近排放限值时，判定为吸附穿透，需更换或再生活性炭。饱和废炭可通过热再生恢复吸附性能，再生后性能恢复率可达 85% 以上，大幅降低换炭成本；无法再生的废炭需按危废规范交由有资质单位处置。《环境工程》相关研究表明，采用 “吸附 - 再生” 循环模式的活性炭工艺，全生命周期运行成本较一次性填装模式降低 50% 以上<sup>[3]</sup>。
河南新乡某瓦楞纸生产企业，废水处理规模 5000m³/d，原工艺为 “厌氧 + 好氧 + 二沉池”，生化出水 COD 85~120mg/L，色度 70~110 倍，无法满足特别排放限值要求。企业曾尝试混凝沉淀工艺提标，但药剂投加量大、污泥产量高，出水仍波动超标，亟需稳定高效的深度处理方案。
2025 年企业实施深度处理升级，采用 “多介质过滤 + 活性炭过滤” 两级工艺：前端配置 2 台多介质过滤器，去除悬浮物与胶体；后端配置 3 台利菲尔特活性炭过滤器，单台额定流量 70m³/h，两用一备运行。滤料选用 800 碘值煤质柱状活性炭，粒径 1.5~2.0mm，滤层厚度 1800mm；配套气水联合反洗系统，压差触发阈值 0.06MPa，定时反洗周期 7 天。
改造后连续运行 6 个月，各项水质与运行指标显著改善，对比如下表所示。
表 3 项目改造前后运行指标对比
监测项目 | 改造前（二沉池出水） | 改造后（活性炭出水） | 变化幅度 |
出水 COD (mg/L) | 85~120 | 32~45 | 削减率 60% 以上 |
出水色度 (倍) | 70~110 | 15~25 | 去除率 75% 以上 |
出水 SS (mg/L) | 20~35 | 4~7 | 去除率 80% 以上 |
吨水处理成本 (元) | - | 0.86 | 远低于臭氧氧化工艺 |
活性炭预计使用寿命 | - | 14 个月 | 优于行业平均水平 |
经测算，改造后出水稳定达到特别排放限值，年减少排污超标风险与环保整改成本显著，设备投资回收期约 1.6 年。运行初期曾出现反洗后出水短暂带炭的问题，技术团队优化承托层级配，增设 200mm 细砾石过渡层，同时下调反洗强度控制膨胀率 25% 以内，后续跑炭现象完全消除，系统运行稳定性进一步提升。
1. 活性炭过滤器可以同时去除色度和 COD 吗？ 答：可以。煤质活性炭发达的孔隙结构可同时吸附大分子发色基团与小分子难降解有机物，同步实现脱色与 COD 削减；针对高色度尾水，可选用高亚甲蓝值的改性煤质炭，进一步强化脱色效果。
2. 活性炭吸附饱和后必须废弃吗？ 答：不需要废弃。工业用煤质活性炭吸附饱和后，可通过热再生工艺恢复吸附性能，再生后性能恢复率可达 85% 以上，循环使用可大幅降低全生命周期成本；无法再生的废炭需按危废规范处置。
3. 和臭氧氧化工艺相比成本优势有多大？ 答：活性炭深度处理的吨水运行成本通常为 0.6~1.0 元，仅为臭氧氧化工艺的 1/3~1/2；且无消毒副产物生成风险，运行更稳定，适合造纸企业大水量深度提标场景。
4. 前端为什么要配套多介质过滤器？ 答：前端多介质过滤器可去除悬浮物、胶体与污泥絮体，避免杂质堵塞活性炭孔隙，大幅延长活性炭吸附周期，降低运行成本；二者协同使用可实现最优的技术经济性。
5. 造纸废水活性炭滤料多久需要更换？ 答：更换周期取决于进水水质与排放要求，常规生化尾水深度提标场景，煤质活性炭使用寿命约 12~18 个月；高浓度难降解尾水约 8~12 个月。核心判定依据为出水指标是否穿透限值，达到阈值及时更换或再生。
[1] 刘忠，王海峰。制浆造纸废水深度处理技术研究进展 [J]. 中国造纸，2023, 42 (6): 67-74.
[2] 中华人民共和国环境保护部. GB 3544-2008 制浆造纸工业水污染物排放标准 [S]. 北京：中国环境科学出版社，2008.
[3] 张殿印，王纯。工业废水深度处理活性炭吸附工艺优化研究 [J]. 环境工程，2023, 41 (9): 72-77.
[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。活性炭过滤器产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
[5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某造纸厂废水深度提标改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
